Berührungslose Temperaturmessung m. Infrarotthermometer

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Berührungslose Temperaturmessung mit Infrarotthermometern

Berührunglos arbeitende Temperaturmessgeräte werden überall dort eingesetzt, wo andere Messmethoden (z.B. Kontaktthermometer) nicht oder nur eingeschränkt angewendet werden können. Spannungsführende Teile, rotierende Maschinenteile, heiße Objekte oder verpackte Lebensmittel, die beim Einstechen eines Messfühlers beschädigt werden, sind nur einige Beispiele.

Bei der Infrarot-Messtechnik werden Wärmestrahlen, die von der Oberfläche des Messobjektes ausgehen, erfasst und gemessen. Daher sind einige Besonderheiten zu beachten, um Messfehler zu vermeiden: Das sind in erster Linie

Optische Auflösung

  • Emissionsfaktor
  • Optische Auflösung

Die optische Auflösung beschreibt den Durchmesser des Meßflecks, der in Abhängigkeit des Abstands des Thermometers zum Objekt entsteht. Es wird auch als 'Verhältnis von Abstand zu Messfleckdurchmesser', 'Sichtfeld' oder 'Meßkegelverhältnis' bezeichnet und wird mit x:1 angegeben. Die Auflösung eines IR-Thermometers mit einem Verhältnis von 4:1 ist meist zu grob um die Temperatur eines 1m entfernten Objekts zu messen, denn der Messfleckdurchmesser ist dann schon 25cm, während der Durchmesser bei einem 10:1 Gerät nur noch 10cm beträgt.

Überlegen Sie vor dem Kauf, wofür Sie das Infrarot-Thermometer einsetzen möchten, und erwerben Sie dann ein Gerät, das die entsprechende optische Auflösung für die Anwendung bietet. Viele fehlerhafte Messwerte entstehen, weil unwissentlich eine größere Fläche als das gemessene Objekt erfasst wird.

Emissionsfaktor

Der Emissionsfaktor beschreibt die Fähigkeit eines Gegenstandes, Energie im Infrarot-Bereich abzustrahlen. Der Emissionsfaktor wird vom Material, aus dem der Gegenstand besteht, und seiner Oberflächenbeschaffenheit bestimmt. Die Werte können von kleiner 0,1 bei einem hoch reflektierenden Körper wie poliertem Metall bis zu 1,0 bei einem idealen schwarzen Körper reichen. Anders ausgedrückt, kann der Emissionsfaktor mit dem Reflexionsvermögen oder dem Glanz einer Oberfläche verglichen werden. Materialien wie weichgezogene Kupferdrähte erscheinen selbst unter dem Mikroskop glatt und glänzend, obwohl sie mit blosem Auge matt aussehen, während andere Objekte wie Lackfarbe porös aussehen, obwohl sie mit blosem Auge glänzend aussehen. Poröse Gegenstände haben einen relativ hohen Emissionsfaktor (in der Regel von 0,7 bis 0,98), während glänzende einen niedrigen Emissionsfaktor (in der Regel unter 0,2) haben. Letztere reflektieren Infrarot-Energie von den umgebenden Gegenständen, wodurch die vom gemessenen Objekt abgestrahlte Infrarot-Energie abgeschwächt wird. Ein poröser Körper absorbiert in der Regel die umgebende Infrarot-Energie und strahlt dadurch seine Infrarot-Energie ungeschwächt ab (wie ein schwarzer Körper).

Infrarot-Messgeräte bei denen die Emissivität nicht einstellbar ist, haben in der Regel einem Emissionsfaktor von 0,95. Um einen effektiven tatsächlichen Temperaturmesswert zu erhalten, muss die gemessene Oberfläche einen Emissionsfaktor um 0,95 haben. Mit anderen Worten, die Messung einer Oberfläche, die nicht hoch reflektierend ist, führt zu einem genauen Messwert. Verwenden Sie für glänzende Oberflächen eine Schicht schwarzer Farbe, Isolierband oder Permanentmarker, um die Reflexion zu verringern. Wenn ein Infrarot-Messgerät mit einem festen Emissionsfaktor von 0,95 für die Messung eines Objektes verwendet wird, dessen Emissionsfaktor erheblich von 0,95 abweicht, ist das Ergebnis folgendermaßen fehlerhaft:

Wenn das gemessene Objekt wärmer als die Umgebungstemperatur ist, liegt der Messwert fälschlicherweise unter der tatsächlichen Temperatur.
Wenn das gemessene Objekt kälter als die Umgebungstemperatur ist, liegt der Messwert fälschlicherweise über der tatsächlichen Temperatur.

Emissionsfaktoren Tabelle

Eine Tabelle mit vielen Emissionsfaktoren finden sie auf unserer Internetseite komerci unter Informationsservice

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